Des bactéries marines dévorent l'hydrogène

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octobre 2011
À 3 200 m de profondeur, au milieu de la forêt dorsale médico-atlantique, des bactéries permettent à des moules de vivre en consommant de l'hydrogène.
© Marum - University of Bremen

Un chercheur de la Station biologique de Roscoff montre que les moules des grandes profondeurs utilisent de grandes quantités d’hydrogène pour vivre.

Il y a de la vie dans l’hydrogène. Des chercheurs ont découvert que des organismes vivants consommaient de l’hydrogène et des sulfures pour leur croissance, à 3 200m de profondeur, au milieu de l’Atlantique Nord. « On savait déjà qu’il existe des bactéries capables d’utiliser de l’hydrogène. Ce qui est nouveau, c’est que ce gaz permette à un animal, ici des moules, de vivre. Et cela grâce à une symbiose avec des bactéries », explique Stéphane Hourdez.

Le gène de l’hydrogène

Le chercheur de la Station biologique de Roscoff fait partie de l’équipe internationale à l’origine de cette découverte, qui a fait l’objet d’une publication dans la revue Nature en août 2011. « Les chercheurs allemands du Max Planck Institute ont été les premiers à constater que les moules des sources hydrothermales consommaient de l’hydrogène. Ils ont voulu aller plus loin. Ils ont demandé au CEA-Genoscope en France de séquencer le génome des trois types de bactéries retrouvées sur les branchies des moules », raconte le scientifique du laboratoire Adaptation et diversité en milieu marin du CNRS (UMR 7144). Cette étude métagénomique a permis d’identifier le gène d’acquisition de l’hydrogène et celui de l’oxydation des sulfures, physiquement proches dans un fragment de génome. Le gène clé de la transformation chimique de l’hydrogène étant également présent chez les bactéries de nombreux autres organismes vivant dans ce type d’écosystème, comme des vers ou des crevettes. En 2009, Stéphane Hourdez est invité à rejoindre le navire du groupe de chercheurs à Logatchev, un site de sources hydrothermales, situé à 14° nord de la dorsale médioatlantique, un relief sousmarin au mieux de l’océan Atlantique. Sa mission : utiliser un spectromètre de masse in situ, développé par Peter Girguis, de Harvard, capable de mesurer les concentrations de gaz dans l’eau à des profondeurs abyssales. Véhiculé grâce à un Rov, un petit sous-marin téléguidé, le spectromètre est placé devant les fluides à étudier. L’écophysiologiste breton parvient alors à montrer que les bancs de moules consomment de 45 à 50% du flux d’hydrogène émis, soit 4 460 litres par heure pour l’ensemble de la zone observée. 39 millions de litres par an !

Future énergie

Cette utilisation de l’hydrogène comme source d’énergie pour fixer du carbone et produire de la matière organique pourrait intéresser les entreprises de biotechnologies : elle est plus simple et 7 à 18 fois plus productive que les autres sources d’énergie, le méthane et l’hydrogène sulfuré. Une sorte de “pile à combustible” naturelle. Une nouvelle source d’énergie renouvelable ?

Les sources hydrothermales

Les sources hydrothermales se forment au niveau des dorsales océaniques, qui sont des zones d’activité tectonique et parfois volcanique. Des fissures se créent par lesquelles pénètre l’eau de mer. Celle-ci se réchauffe et se modifie chimiquement à proximité des chambres magmatiques. Elle ressort chargée de métaux et d’éléments réduits, dont le sulfure d’hydrogène, l’hydrogène, le dioxyde de carbone. Le contact avec l’eau de mer à 2°C provoque la précipitation des minéraux, en forme de cheminées, autour des sorties de fluide.

RAPHAËL BALDOS

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